CN104034587B - 一种球形果蔬坚实度的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形果蔬坚实度的测量方法。该方法利用结球类蔬菜坚实度的测量装置，主要包括以下步骤：将球形果蔬放置于该装置的载物台圆形凹槽处，启动装置，步进电机驱动滑块做直线运动，使皮带压实球形果蔬表面至预紧状态；对预紧力清零，根据预紧状态下的滑块位移读数<i>L</i>计算出球形果蔬的直径<i>d</i>和相应的加载拉伸位移量<i>x</i>；继续控制步进电机加载该拉伸位移<i>x</i>后，记录此时拉力传感器的示数<i>N</i>；该示数<i>N</i>即可表示球形果蔬的坚实度。本发明设计巧妙，步骤简单，可以快速准确地测量不同品种、不同尺寸的各类球形果蔬的坚实度。

Description

一种球形果蔬坚实度的测量方法

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，涉及一种球形果蔬坚实度的测量方法。

背景技术

球形果蔬包括苹果、洋葱、番茄等蔬菜，其特征在于果蔬外形呈球形或类球形，该类果蔬种类品种多、种植范围广、种植面积大，为水果和蔬菜的重要组成部分。在球形果蔬品质的评价体系中，坚实度是关键的评价指标之一。目前，在实际生产过程中，一般采用手触测量法，通过用手直接挤压球形果蔬进行坚实度的判定，这种方法简单实用，但非常粗略，且受主观成分影响较大；另有采用实验仪器如质构仪、万能试验机等，通过穿刺、挤压等试验测量球形果蔬的硬度、弹性模量等，以期获得坚实度数据，虽然实验仪器精度高，操作简便，但只能测量球形果蔬单点或者单向的数据，无法测得均布载荷下的真实坚实度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种球形果蔬坚实度的测量方法，采用模拟用手挤压果蔬的方法，果蔬四周受力均匀，快速准确无损地测量各类球形果蔬的坚实度。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：

一种球形果蔬坚实度的测量方法，该方法在球形果蔬坚实度测量装置上实现，所述装置包括底座、左双排滑轮、载物台、右双排滑轮、导轨、标尺、螺杆、滑块、步进电机、拉力传感器、螺纹挂钩、皮带；左双排滑轮、载物台、右双排滑轮依次安装于底座左侧高台；导轨、标尺安装于底座右侧；滑块与螺杆构成螺纹副，安装于导轨滑道上，步进电机安装于导轨右端，步进电机输出轴与螺杆相连；拉力传感器固定于滑块上；螺纹挂钩通过螺纹连接在拉力传感器上；皮带依次绕过右双排滑轮、球形果蔬表面、左双排滑轮，皮带的两端均与螺纹挂钩钩端相连；所述载物台上端开有一圆形凹槽，下端开有一矩形通孔。

该方法包括以下步骤：

（1）初始化：步进电机驱动滑块向左直线运动至初始状态，拉力传感器示数清零；

（2）放入样品：将球形果蔬放置于载物台圆形凹槽处；

（3）预紧行程：步进电机驱动滑块做向右直线运动，驱动滑块通过拉力传感器和螺纹挂钩拉紧皮带，使皮带压实球形果蔬表面；当拉力传感器上的示数为1N时，装置达到预紧状态；记录滑块在预紧状态下的位置L；

（4）对预紧力清零；将拉力传感器上的示数清零，根据预紧状态下滑块的位移L，计算得球形果蔬的直径d及拉伸位移量x；

其中，球形果蔬的直径：；

拉伸位移量：；

（5）加载行程：步进电机继续驱动滑块向右运动；当拉伸位移量为x时，装置完成加载；

（6）读取此时拉力传感器的拉力示数N，即为球形果蔬坚实度N。

本发明模拟用手挤压果蔬的方法，果蔬四周受力均匀，能快速准确无损地测量各类球形果蔬的坚实度。将球形果蔬放置于载物台圆形凹槽处，皮带随滑块做直线运动后张紧，对果蔬表面施加均布载荷并通过拉力传感器获得球形果蔬坚实度的测量数据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是球形果蔬坚实度的测量装置结构示意图；

图2是球形果蔬坚实度的测量方法流程图；

图中：底座1、左双排滑轮2、载物台3、右双排滑轮4、导轨5、标尺6、螺杆7、滑块8、步进电机9、拉力传感器10、螺纹挂钩11、皮带12、球形果蔬13。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种球形果蔬坚实度的测量方法，该测量方法的测量装置包括底座1、左双排滑轮2、载物台3、右双排滑轮4、导轨5、标尺6、螺杆7、滑块8、步进电机9、拉力传感器10、螺纹挂钩11、皮带12；

左双排滑轮2、载物台3、右双排滑轮4依次安装于底座1左侧高台；导轨5、标尺6安装于底座1右侧，标尺6用于指示滑块8的位置；螺杆7安装于导轨5上，滑块8与螺杆7构成螺纹副，安装于导轨5滑道上，可以沿导轨5滑道做直线运动；步进电机9安装于导轨5右端，步进电机9输出轴与螺杆7相连，带动螺杆7做旋转运动；拉力传感器10固定于滑块8上，随滑块8一起做直线运动；螺纹挂钩11通过螺纹连接在拉力传感器10上，用于钩住皮带12两端；皮带12依次绕过右双排滑轮4、球形果蔬13表面、左双排滑轮2，皮带12的两端均打有圆孔，两端的圆孔均与螺纹挂钩11钩端相连。

如图2所示，一种球形果蔬坚实度的测量方法，包括以下步骤：

（1）初始化：步进电机9驱动滑块8向左直线运动至初始状态，拉力传感器10示数清零，为S11；

（2）放入样品：将球形果蔬13放置于载物台3圆形凹槽处，位于皮带12之下，为S12；

（3）预紧行程：步进电机9驱动滑块8做向右直线运动，驱动滑块8通过拉力传感器10和螺纹挂钩11拉紧皮带12，使皮带12压实球形果蔬13表面，为S13；当拉力传感器10上的示数为1N时，装置达到预紧状态；记录滑块8在预紧状态下的位置L，为S14；

（4）对预紧力清零；将拉力传感器10上的示数清零，根据预紧状态下滑块8的位移L，计算得球形果蔬13的直径d及拉伸位移量x，为S15；

其中，球形果蔬13的直径：；

拉伸位移量：；

（5）加载行程：步进电机9继续驱动滑块8向右运动，为S16；当拉伸位移量为x时，装置完成加载，为S17；

（6）读取此时拉力传感器10的拉力示数N，即为球形果蔬13坚实度N，为S18。

Claims (1)

1.一种球形果蔬坚实度的测量方法，该方法在球形果蔬坚实度测量装置上实现，所述球形果蔬坚实度测量装置包括底座(1)、左双排滑轮(2)、载物台(3)、右双排滑轮(4)、导轨(5)、标尺(6)、螺杆(7)、滑块(8)、步进电机(9)、拉力传感器(10)、螺纹挂钩(11)、皮带(12)；左双排滑轮(2)、载物台(3)、右双排滑轮(4)依次安装于底座(1)左侧高台；导轨(5)、标尺(6)安装于底座(1)右侧；滑块(8)与螺杆(7)构成螺纹副，安装于导轨(5)滑道上，步进电机(9)安装于导轨(5)右端，步进电机(9)输出轴与螺杆(7)相连；拉力传感器(10)固定于滑块(8)上；螺纹挂钩(11)通过螺纹连接在拉力传感器(10)上；皮带(12)依次绕过右双排滑轮(4)、球形果蔬(13)表面、左双排滑轮(2)，皮带(12)的两端均与螺纹挂钩(11)钩端相连；所述载物台(3)上端开有一圆形凹槽，下端开有一矩形通孔；其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)初始化：步进电机(9)驱动滑块(8)向左直线运动至初始状态，拉力传感器(10)示数清零；

(2)放入样品：将球形果蔬(13)放置于载物台(3)圆形凹槽处；

(3)预紧行程：步进电机(9)驱动滑块(8)做向右直线运动，驱动滑块(8)通过拉力传感器(10)和螺纹挂钩(11)拉紧皮带(12)，使皮带(12)压实球形果蔬(13)表面；当拉力传感器(10)上的示数为1N时，装置达到预紧状态；记录滑块(8)在预紧状态下的位移L；

(4)对预紧力清零；将拉力传感器(10)上的示数清零，根据预紧状态下滑块(8)的位移L，计算得球形果蔬(13)的直径d及拉伸位移量x；

其中，球形果蔬(13)的直径：d＝L/2π；

拉伸位移量：x＝d*5％；

(5)加载行程：步进电机(9)继续驱动滑块(8)向右运动；当拉伸位移量为x时，装置完成加载；

(6)读取此时拉力传感器(10)的拉力示数N，即为球形果蔬(13)坚实度N。